松山湖材料实验室 广东东莞 523808
摘要：我国大气环境形势十分严峻，其中VOCs污染物排放总量整体呈现快速上升趋势，因此VOCs废气治理工程的必要性非常显著。随着科技的发展，VOCs废气治理技术也在不断完善，与新型技术不断相互融合，这就为VOCs废气治理指明了发展趋势。在实践中不同的VOCs废气治理技术都有自身优势，其应用范围也各有不同，这就需要在应用中针对实际情况选择最有效的废气治理技术，减少废气对环境的危害。本文针对VOCs废气治理工程进行研究，为环保事业的发展提供帮助。
关键词：VOCs废气；治理工程；技术方案
1 VOCs废气的基本内容
1.1概念
一般意义上的VOCs，是指挥发性有机物。从环保角度来看，VOCs是指会产生危害性的一类挥发性有机物。EPA将其定义为除CO、CO₂、H₂CO₃、金属碳化物、金属碳酸盐等等挥发性有机化合物。WHO则将其定义为熔点低于室温、沸点在50-260℃间的挥发性有机化合物总称。
1.2来源
工业生产中的VOCs废气来源主要包括炼油与石化行业（如石油精炼）、金属表面涂装（如家电涂层、汽车制造等）、包装印刷业、橡胶与塑料制品业（如合成橡胶、轮胎制造）、电子元件制造业、制鞋业、家具制造业、涂料/油墨及类似产品制造业、洗染服务、医药制造等等。
1.3危害
VOCs具有较大的危害性。①爆炸与火灾。如VOCs废气中的脂肪烃类物质具有易燃易爆性，成为火灾或爆炸的安全隐患。②危害人体。VOCs废气易散发至大气中，直接危害人体健康。如苯类化合物会直接损伤人体中枢神经，极易造成人体神经系统障碍，被人体内脏吸收后，还会造成造血器官功能损伤，产生败血症或出血等问题。卤代烃可致癌、减少血小板，引发肝功能下降。③化学污染。VOCs是促进O₃和PM2.5形成的前体物，过量VOCs排放会提升大气中的PM2.5、O₃浓度，易导致雾霾、光化学烟雾等污染。
2 我国VOCs废气治理现状
2.1冷凝式治理
冷凝VOCs废气处理的工艺原理是：有机物质由于温差而具有不同的饱和度。通过系统压力的不断变化，冷凝出蒸汽中的有机物，最大限度地净化VOCs废气，去除有害成分并回收有用物质。尽管该技术易于操作，但通过普通的冷凝式治理法很难完全分离VOCs废气，需使用更为先进且高成本的方式才可助其分离。故冷凝式治理并不适用面积广、浓度低的废气治理。
2.2燃烧法治理
燃烧法治理就是借助燃烧方式来实现VOCs废气治理工作。该方式可分为三大治理种类：第一，将VOCs废气直接燃烧处理。这就能够将废气得到最大程度的治理，但是如果废气中VOCs含量较少则处理效果并不显著，且耗能较高；第二，采用沸石转轮浓缩后进行热氧化分解，相比第一种方法，减少了燃料消耗；第三，在燃烧过程中加入催化剂，这就能够降低燃烧反应活化能，减少废气燃烧所需能量，但是催化剂对VOCs废气有选择性，同时使用后的催化剂会产生二次污染，因此适应性不广。
2.3溶解吸纳治理
VOCs废气的溶解和吸收基于这样的原理：有害的废气组分将溶解在水中并通过某些方式逐渐变成有用的组分，不再污染大气和环境。该技术易于实施。然而，VOCs排放的数量或范围越大，所需的水资源就越多，产生的废物就越多，因此小范围的VOCs废气处理更适合这种技术。
3 VOCs废气治理工程技术方案
3.1湿式洗涤方案
湿式洗涤方案指的是在VOCs废气中添加吸收剂，并应用多级喷淋清洗、脱水的工艺方式治理废气：首先，使用环形布水管充当填料塔。将鲍尔环放置在填料的位置，并应用引风机带动VOCs废气从塔底上升到净化塔中，这时一级填料层中的喷淋水会呈现出水膜的方式，在VOCs废气通过这一层时，很多都会被吸入到水膜中，剩余未被吸收的VOCs废气也会在二、三区间依次被吸入，塔内的填料层是传输装备，能够有效地将气体和液体相关的构件进行连接。同时，填料支撑板位于填料塔最底层，其主要作用是承担填料，这样就能够将填料压板设置在填料上方，避免上升的气体吹走填料，在将喷淋液喷淋到填料中后，会从填料外层流出，塔底送出气体会被排列，并和液体一起进入填料中，在气体和液体进行有效连接后传输。喷淋液具有可循环、再生特点，能够避免洗涤过程中因缺少喷淋液影响整体的VOCs废气治理规划。
3.2废气治理工艺设计
在设计废气治理工艺的过程中，相关人员需要合理地选择使用工艺，并根据废气浓度、成分和性质等因素合理地选择设计方案，还要考虑废气的排放特性，进而有效地进行环境经济评价。在选择废气处理工艺的过程中，相关人员需要合理地评定处理方法的效果，喷段废气处理对环境带来的二次污染，并应用吸收剂有效地治理VOCs废气。除此之外，VOCs废气处理技术存在很多优势，具体体现在以下方面：第一，与活性炭吸附相比，吸收剂在废气喷淋过程中的应用具有很高的处理安全系数，在处理风量相同的废气时喷淋和使用过程中消耗的引风机功率比较小，能够有效地降低废气处理工程的能源消耗；第二，VOCs废气处理技术的应用无需更换活性炭，有利于降低废气处理系统的复杂性，为系统维护工作的顺利实施提供便利；第三，在废气治理工艺的实际应用过程中，能够减少因活性炭吸附引发的高压、高温隐患，在很大程度上确保了系统运行的安全性。
3.3提取分离有害物质
该技术的应用能够将VOCs废气中含有的有害物质提取出来，将其从废气中分离出来，之后就能够将剩下的气体进行回收利用。提取分离有害物质的处理方法能够实现废气中有用气体的回收利用，降低有毒有害气体产生的环境污染，但是该技术需要投入较多资金，因此在较大的工业园区中具有良好的使用效果。在技术不断发展的过程中该技术也将得到不断完善，使其适用范围扩大。
3.4利用生物分子转换
生物分子转换能有效地处理VOCs废气，这样有害成分就会转变成可以利用的成分，并对其进行重新整合，这项技术的应用无需投入更多的成本，系统运行比较稳定，适用于多种VOCs废气治理。除此之外，生物分子转换有利于有害物质的再利用，满足绿色发展的要求，值得推广。
3.5蓄热式氧化处理方法
热氧化法是应用热氧化和催化氧化技术来破坏排放物中的有机物的方法。蓄热式热氧化炉（Regenerative Thermal Oxidizer，RTO）与目前国内使用的其他热氧化技术的不同之处，是使用陶瓷或其他的高密度惰性材料床从排出燃烧的气体中吸收并且存储热量，再将热量释放给冷的进口气体，而不是采用管壳式进行两种流体间的换热，RTO可达到95％以上的热回收效率。蓄热式热氧化炉的工作原理是：有机废气经预热室吸热升温后，进入燃烧室高温氧化（升温到800℃），使有机物氧化成二氧化碳和水，再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放，蓄存的热量用于预热新进入的有机废气，经过周期性地改变气流方向从而保持炉膛温度的稳定，从而达到分解处理VOCs的目的。
结束语：
VOCs废气治理工程的必要性非常显著，随着科技的发展VOCs废气治理技术也不断完善，与新型技术不断相互融合，这就为VOCs废气治理指明了发展趋势。在实践中不同的VOCs废气治理技术都有自身优势，其应用范围也各有不同，这就需要在应用中针对实际情况选择最有效的废气治理技术，减少废气对环境的危害。
参考文献：
[1]吴雨，俞阜东，施佳瑾.VOCs废气治理工程技术方案分析[J].中国新技术新产品，2019.
[2]张先波，杨春蕾.VOCs废气治理工程技术方案研究[J].化工管理，2019.
[3]王捷，许年冰，周惠红.VOCs废气治理工程技术方案研究[J].化工设计通讯，2019.